Как батарея беспилотников влияет на производительность беспилотника/беспилотников?

С широким применениембеспилотникиВ аэрофотосъемке, защите урожая, логистике, инспекциях линии электропередач и других областях их возможности производительности получают все больше внимания. В качестве «энергетического сердца» беспилотника батарея не только служит его источником питания, но и непосредственно определяет продолжительность полета, стабильность, пропускную способность и безопасность полезной нагрузки, что делает его критическим фактором, влияющим на общую производительность дрона.

Выносливость: «Игра времени» между емкостью аккумулятора и плотностью энергии

Выносливость беспилотника в основном определяется емкостью аккумулятора (измеренной в MAH) и плотностью энергии (измеренная в WH/кг). В текущих беспилотниках потребительского уровня обычно используются литийные батареи с возможностями в диапазоне от 2000 до 5000 мАч и плотности энергии около 150-200 часов/кг, что приводит к времени полета, как правило, от 20 до 30 минут.

Промышленные беспилотники, однако, используют мощные батареи с высокой энергией, для удовлетворения расширенных операционных требований, некоторые литиевые батареи достигают плотности энергии, превышающих 250 вин./Кг. В сочетании с оптимизированными системами управления аккумуляторами (BMS) выносливость полета может превзойти один час.

Большая емкость не всегда лучше; Вес и энергопотребление должно быть сбалансировано.

Слезо увеличивающая емкость батареи для превышения пределов веса может усилить нагрузку на двигатель, потенциально сокращение выносливости.

Стабильная работа двигателей беспилотников и систем управления полетом опирается на постоянный выход напряжения. Когда емкость батареи падает ниже 20%, низкая производительность разряда может вызвать быстрый коллапс напряжения. Это приводит к нестабильным моторным скоростям, что приводит к коктейлям тела, задержке контроля, потере высоты и в тяжелых случаях, потери контроля.

Многие беспилотники имеют двигатели и электронные контроллеры скорости (ESC), оптимизированные для более высоких уровней напряжения. Эти компоненты предназначены для лучшего использования доступной мощности, повышая энергоэффективность. Сокращая энергетические отходы и оптимизацию использования энергии, высоковольтные батареи могут косвенно помочь продлить время полета, особенно в сочетании с современными системами управления энергопотреблением.

Как напряжение, так и емкость играют решающую роль в производительности батареи дронов, но они по -разному влияют на производительность батареи.

Напряжение определяет выходную мощность, влияя на скорость и производительность дрона. С другой стороны, пропускная способность диктует, как долго эта сила может быть поддержана. Проще говоря, напряжение регулирует скорость, с которой потребляется энергия, в то время как емкость определяет, как долго дрон может работать с такой скоростью. Удар правильный баланс между напряжением и емкостью является ключом к оптимизации производительности беспилотников для конкретных требований. Чрезмерная емкость с недостаточным напряжением приводит к снижению производительности, в то время как чрезмерно высокое напряжение с неадекватной мощностью вызывает более быстрое истощение энергии.

Аккумуляторная активность уменьшается в низкотемпературных средах, вызывая колебания выходного напряжения. При -10 ° C зимой стандартные литиевые батареи могут испытывать снижение напряжения на 15% -20%, которое можно смягчить путем предварительного нагрева или использования батарей с холодной погодой.

Вместимость полезной нагрузки: сбалансирование плотности энергии и веса

БеспилотникЕмкость полезной нагрузки = максимальный вес взлета - Вес планера - вес батареи

При фиксированном максимальном весе взлета, более высокая плотность энергии батареи означает более легкий вес для той же энергии, освобождая больше места для полезной нагрузки.

Срок службы и безопасность: влияние на эксплуатационные расходы и эксплуатационные риски

Помимо производительности, срок службы и безопасность батареи напрямую влияют на эксплуатационные расходы пользователя и безопасность миссии. Батареи для беспилотников потребительского уровня обычно предлагают 300-500 циклов, в то время как промышленные батареи мощности или твердотельные/полупрофильные литий-ионные батареи могут достигать 800-1200 циклов.

Заключение:

Пользователи потребителей должны выбирать батареи в зависимости от сценариев приложений: легкие батареи с высокой энергией для аэрофотосъемки; батареи стандартной емкости для рейсов с коротким диапазоном. Промышленные пользователи должны адаптировать решения для батареи в зависимости от продолжительности работы и требований к полезной нагрузке.

С текущими прорывами в технологии аккумуляторов новые батареи, такие как твердотельные и натриевые батареи, вошли в фазы тестирования дронов. Этот прогресс обещает продолжительность полета превышать 2 часа, а 30% увеличивается пропускная способность, что еще больше расширяет границы применений беспилотников.